L'uso dei collettori solari termici come fonte di energia rinnovabile
Collettore solare termico
Pubblicato il: 22/04/2010
Il sole rappresenta per la Terra, e per noi che la popoliamo una concreta possibilità per ricevere grandissimi quantitativi di energia pulita, rinnovabile e soprattutto gratuita. Disponibile ovunque e sfruttabile in una moltitudine di usi differenti, l’energia solare ricevuta ogni giorno dalla Terra è circa 30 volte superiore a quella consumata dall’intera popolazione mondiale nell’arco di un anno. Il sole alimenta infatti tutti i processi vitali che avvengono sulla Terra, a partire da quelli vegetali ed animali, a seguire con lo scioglimento dei ghiacci, l’alimentazione del ciclo dell’acqua, la formazioni dei venti e tantissimi altri ancora. Tali informazioni, notevolmente interessanti, dovrebbero spingerci sempre più allo studio e alla ricerca di metodi e tecnologie per un completo sfruttamento del Sole e della sua infinita energia.
L’energia solare termica
La tecnologia utilizzata in questo tipo di impianto permette la produzione di acqua calda sanitaria per mezzo di collettori solari termici ed il riscaldamento degli ambienti attraverso la captazione della luce solare.
I processi che avvengono all’interno dei macchinari provvedono infatti a trasformare l’energia proveniente dal Sole in energia termica.
Il collettore solare termico è generalmente costituito da un circuito primario dove troviamo una tubazione in grado di assorbire l’energia solare nella forma termica, all’interno del collettore salare esposto alla radiazione, e da un circuito secondario al quale viene trasmesso il calore tramite uno scambiatore posto nel sistema di accumulo.
La trasformazione dell’energia è attuata dal collettore solare termico o pannello solare che riceve l’energia solare e la converte in calore. L’energia viene poi trasmessa al fluido termovettore che scorre all’interno del collettore solare termico e deputato a sua volta alla trasmissione del calore all’acqua contenuta nel serbatoio d’accumulo.
Caratteristiche dei collettori solari
Come già detto i collettori solari termici o pannelli solari hanno il compito di captare l’energia solare e convertila in calore. I più diffusi sono:
- collettori solari vetrati piani (esempi in commercio: collettori solari vetrati piani)
- collettori solari sottovuoto (esempi in commercio: collettori solari sottovuoto)
I primi sono formati da una serie di tubi a stretto contatto con una piastra assorbente in materiale buon conduttore termico; tubi e piastra sono trattati in modo da garantire il massimo assorbimento della radiazione incidente. L’energia assorbita dal pannello, ovvero dal fluido termovettore che si trova all’interno dei tubi (acqua, aria, fluidi organici o freon), viene conservata nel serbatoio di accumulo (boiler).
Il collettore solare termico è formato da una copertura trasparente, realizzata dall’unione di numerose lastre di vetro o plastica, la quale è posizionata sopra alla piastra assorbente. Un isolamento termico e una lastra riflettente sono inseriti per cercare di ridurre le perdite che avvengono durante la conduzione della piastra verso la parte inferiore del pannello.
Elemento importante del collettore solare termico piano è il materiale utilizzato per rivestire la piastra metallica che ha il compito di captare l’energia solare. Essa infatti deve essere rivestita con materiale che abbia buone caratteristiche per l’assorbimento completo dei raggi solari.
Nei collettori sottovuoto, per cercare di eliminare del tutto le perdite di calore, gli elementi captanti sono inseriti in tubi di vetro temperato sottovuoto.
Tale sistema consente l’applicazione anche in luoghi freddi dove la temperatura esterna è molto bassa.
Esistono due tipologie di tubi sottovuoto : vetro-vetro e vetro-metallo
Il tubo vetro-vetro è formato da due tubi di vetro concentrici, quello interno è ricoperto da uno strato selettivo che assorbe l’energia ed evita la perdita di calore. E’ importante sottolineare che l’aria tra i due strati, al momento dell’unione dei tubi, viene aspirata completamente in modo da rendere minime le perdite di tipo conduttivo o convettivo.
Il tubo vetro-metallo è formato invece da un unico tubo di vetro all’interno del quale si trova l’elemento in grado di captare l’energia ricoperto di tinox. Quando la radiazione raggiunge la piastra captante del collettore solare termico, questa assorbe l’energia e si riscalda e quindi la temperatura aumenta. L’assorbitore cede quindi il suo calore all’ambiente circostante e, di conseguenza, si raffredda. Più capacità di assorbimento avrà il collettore solare termico migliore saranno le prestazioni dell’impianto. Da alcuni studi effettuati si evince che il miglior materiale con cui si può realizzare l’assorbitore è una sottile lastra di rame rivestita in materiale selettivo al tinox. Risultano prestazioni più scarse, invece, con l’utilizzo di un assorbitore in rame verniciato di nero.
Aree di applicazione del solare termico
L'utilizzo del collettore solare termico si sta largamente diffondendo nell’edilizia, non solo per la produzione di acqua calda sanitaria, ma anche per il riscaldamento degli ambienti interni.
Gli edifici che possiedono tali strutture, generalmente, vanno incontro a notevoli risparmi energetici che si traducono, in termini monetari, in una riduzione considerevole delle bollette da pagare. Inoltre, gli impianti solari risultano ancora più convenienti se il numero degli utenti che ne usufruisce è maggiore, si ha infatti la suddivisione dell’accumulo termico in più serbatoi.
L’energia solare catturata dal collettore solare termico può essere sfruttata anche in altri settori, come hotel, palestre, case di riposo, impianti sportivi e tanti altri campi di impiego attraverso l'utilizzo di collettori solari termici di varie dimensioni.
Il mercato
La scelta di questo tipo di energia non risulta solo ed esclusivamente ambientale ma anche economica. Infatti un collettore solare termico di alta tecnologia raggiunge percentuali di risparmio che vanno dal 40-70 % dell’energia necessaria.
I dati pubblicati dall’ESTIF (European Solar Thermal Industry Federation) stanno dimostrando che il mercato dei collettori solari termici sta crescendo sempre più, in particolare in Europa troviamo alcune nazioni (Germania e Grecia) nelle quali l’applicazione è davvero molto diffusa. La nostra nazione sta lavorando intensamente per raggiungere il livello degli altri paesi europei in tale settore, ed infatti a tale scopo sono stati attivati investimenti importanti proprio per lo sviluppo delle tecnologie del solare termico e per il miglioramento dei materiali utilizzati per i collettori solari.
Fonte : ENEA
Autore: Imprese Ambiente
